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1、目录一、概述1二、程序设计21、分段线形变换22、对数变换33、指数变换34、直方图修正法4三、运行结果5四、设计中遇到的问题6五、心得体会6参考文献7附录：810医学图象对比度增强程序设计一、概述图象增强作为基本的图象处理技术，其目的是对图象进行加工，以得到对具体应用来视觉效果更“好”更“有用”的图象。由于具体应用的目的不同，因而“好”和“有用”的含义也不相同，因此图象增强技术是面向具体问题的。从根本上说，图象增强的通用是不存在的。例如，一种很适合增强X射线图象的方法，不一定是增强卫星云图的最好方法。目前图象增强技术根据其处理的空间不同，
2、可分为两大类：空域方法和频域方法。前者直接在图象所在像素空间进行处理；而后者是通过对图象进行傅立叶变换后在频域上间接进行的。在空域方法中，根据每次出理是针对单个像素还是小的子图象块（模板）又可分为两种：一种是基于像素的图象增强，也叫点处理，这种增强过程中对每个像素的处理与其他像素无关；另一种是基于模板的图象增强，也叫空域滤波，这种增强过程中的每次处理操作都是基于图象中的某个小区域。空间域指的是组成一幅图象的所有像素总和。空间域方法指的是直接对这些像素点进运算。空间域方法可以用以下表达式表示: g(x,y)=T[f(x,y)](3-1)在这
3、里f(x,y)指的是输入图象,g(x,y)指的是处理后的图象,而T指的是作用在f(x,y)一些邻接像素点上的操作。更进一步来说,T还能够在一系列的输入图象上作操作,比如为了降低图象的躁声而把K个图象相加,即:g(x,y)=f1(x,y)+f2(x,y)+...+fk(x,y);定义一个像素点(x,y)的某个邻接域的最主要的方法是用一个中心处于(x,y)点的方形或矩形区域.这个矩形区域的中心从图象的最左上端开始,一个一个像素地移动,随着矩形区域中心的移动T操作将作用于输入图象的每一个像素进而产生输出图象g的每个像素点的值g(x,y)。二、程序
4、设计1、分段线形变换10增强图象对比度实际上是增强原图的个部分反差，也就是说增强图象中感兴趣的灰度区域，相对抑制那些不感兴趣的灰度区域。用分段线形法将需要的图象细节灰度级拉伸，增强对比度，将不需要的图象细节灰度级压缩。典型的增强对比度的变换函数T(·)是三段线形变换，其数学表达式如下：实际上s1,s2,t1,t2可取不同的值进行组合,从而得到不同的效果。如果s1=t1,s2=t2,则T为1条斜率为1的直线,增强图象将和原图象相同。如果s1=s2,t1=0,t2=L-1,则增强图象只剩2个灰度级，此时对比度最大但细节完全丢失了。如果s1>t1
5、,s2t2,原图象中灰度值在0到s1到L-1间的动态范围增加了，原图象中灰度值在0到s1到L-1间的动态范围减少了。由此可见，通过调整s1,t1,s2,t2可以控制分段直线的斜率，可对任一灰度区进行扩展和压缩。2、对数变换在某些情况下，例如，在显示图象的傅立叶谱时，其动态范围远远超过显示设备的显示能力，此时仅有图象中最亮部分可在显示设备上显示，而频谱中的低值将看不见。在这种情况下，所
6、显示的图象相对于原图象就存在失真，一种有效的方法就是对原图象的动态范围进行压缩，最常用的是借助对数形式对动态范围进行调整，其数学表达式如下：㏒（1+︱s︱）其中C为尺度比例常数。尺度比例常数的取值可以结合原图象的动态范围以及显示设备的显示能力来定。103、指数变换指数变换和对数变换是两个相反的过程。对数变换是扩展低灰度区，压缩高灰度区；而指数变换是扩展高灰度区，压缩低灰度区。4、直方图修正法图象的直方图是图象的重要统计特征，它表示了数字图象中没一个灰度级与该灰度级出现的频率间的统计关系。在暗色的图象中，直方图的组成部分集中在灰度级低（暗）的
7、一侧；反之，明亮的图象的直方图的组成部分则集中在灰度级高（亮）的一侧。动态范围较小，也就是对比度小，这种图象的直方图集中在灰度级的中部，动态范围正常的图象直方图的成分覆盖了灰度级很宽的范围。直观上说，若一幅图象其像素占有全部可能的灰度级并且分布均匀，则图象有高的对比度和多变的灰度色调，也就是说可以通过改变直方图的形状来达到增强图象对比度的效果。这种方法是以概率论为基础的，常用的方法有直方图均衡化和直方图规定化。若一幅图象其像素占有全部可能的灰度级并且分布均匀，则这样的图象有高对比度和多变的灰度色调，而显示出一幅灰度级丰富且动态范围大的图象。
8、用直方图均衡化方法仅依靠输入图象的信息就可达到这一效果。这个方法的基本思想是把原始图象不均衡的直方图变换为均匀分布的形式，这样就增加了灰度值的动态范围，从而达到增强图象整体对比度
